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2012年, 第41卷, 第4期 
刊出日期:2012-08-10
  

  • 全选
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    研究与探索
  • 姜桂荣, 邹杰, 吴来磊, 刘芳菲, 李国龙, 蔡景瑞, 沈德久
    表面技术. 2012, 41(4): 1-3,34.
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    在磷酸盐体系电解液中,利用微弧氧化技术,分别对有、无高温氧化预制膜的铝合金进行表面陶瓷化处理,研究了预制膜对陶瓷层生长的影响规律。结果表明:高温氧化预制膜有利于提高陶瓷层的生长速率,降低起弧电压;陶瓷层的生长先是以初期形成的陶瓷颗粒为核心呈线状扩展,然后多条线接合呈网状,最后蔓延成面;陶瓷层生长的初期以高温氧化预制膜熔化生成为主,到后期,则是以铝合金基体熔化生成为主,此时预制膜对陶瓷层生长过程的影响较小,但由预制膜生成的陶瓷对陶瓷层生长的影响较大。
  • 贺惠蓉, 马养民, 胡亚微, 杨秀芳
    表面技术. 2012, 41(4): 4-6,9.
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    采用溶胶凝胶法,于金属基片上构筑TiO2 薄膜,通过修饰1H,1H,2H,2H-十七氟癸基三甲氧基硅烷后,薄膜显示疏水性。对TiO2 凝胶的热稳定性进行分析,结果显示,在450 ℃及以上的温度进行热处理,有机成分可被全部除掉。对所制备薄膜的物相组成和显微结构进行表征,并考察热处理温度对薄膜表面形貌及润湿性能的影响,结果表明,热处理温度为550℃时,疏水性能最好,达到超疏水性。
  • 邢方方, 程延海, 张世举, 陈衡阳
    表面技术. 2012, 41(4): 7-9.
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    采用配方不同的化学镀液,在低碳钢基材上制备出不同的Ni-W-P三元合金镀层,对镀层沉积速度和表面形貌进行了表征。结果表明:镀液中成分的含量对镀速及镀层表面形貌都具有很大的影响,丁二酸具有十分明显的加速作用,而镀速随着钨酸钠含量的增大而减小,改变丁二酸和钨酸钠的含量可以改变镀层的表面形貌。
  • 张含卓, 孙宝珠, 钟耀东, 方亮
    表面技术. 2012, 41(4): 10-12.
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    在p型<100>单晶硅表面制备了Ni68Co24P8 化学镀层,分析了镀层的显微结构、耐蚀性及磁学性质。结果表明:Ni68Co24P8 镀层为非晶结构,表面均匀分布着直径约为0.5~4.2μm的球状团簇;在10.0%NaOH溶液和3.5%NaCl溶液中,镀层表现出活化—钝化—过钝化的腐蚀行为,而在1.0%H2SO4 溶液中,镀层表面无法形成钝化膜,耐蚀性大幅下降;室温下,Ni68Co24P8 镀层呈典型的软磁特征,饱和磁化强度为33.4A·m2/kg。
  • 陈焕铭, 高亚红, 吕琼, 尹云飞, 汪燕青, 马玲
    表面技术. 2012, 41(4): 13-15.
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    采用化学镀方法,在NdFeB磁性材料表面施镀Ni-P-W/Al2O3 复合镀层,观察了镀层表面的微观形貌,测定了镀层的相组成,并且对基体与镀层间的结合强度进行了测试。结果表明:形成了胞状交叠的致密Ni-P-W/Al2O3 复合镀层,纳米Al2O3 颗粒弥散分布于Ni-P-W 合金中;Al2O3 颗粒与Ni-P-W 共沉积有利于提高镀层与基体间的结合强度,镀液中Al2O3 的质量浓度为5~10g/L时,基体与镀层间的结合强度最好。
  • 夏金虹, 刘峥, 周英智, 张京迪
    表面技术. 2012, 41(4): 16-18,22.
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    从化学动力学角度,对涤纶织物表面化学镀镍铁合金的沉积速率进行了初步探讨,研究了镀液中各组分浓度及镀液pH 值、温度对沉积速率的影响,通过拟合实验数据,算得沉积反应的活化能、反应级数、速率常数,最终得出动力学方程式。该动力学方程式对生产实践具有一定的指导意义。
  • 韩登峰, 鲁道荣
    表面技术. 2012, 41(4): 19-22.
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    在电镀液中添加铈盐,于Q235钢表面电镀Zn-Ni合金,考察了Ce3+ 添加量对Zn-Ni合金镀层耐蚀性能的影响。通过稳态阳极极化曲线、塔菲尔极化曲线和交流阻抗谱,研究了镀层在30℃3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为;同时对比了Zn-Ni合金镀层在腐蚀前后的微观结构和表观形貌。结果表明:加入铈盐,不改变Zn-Ni合金镀层的晶面择优取向,但会改变各晶面的织构系数;添加铈盐后,Zn-Ni合金镀层的致钝电流密度和维钝电流密度明显降低,极化阻抗明显增大;当镀液中添加0.80g/L铈盐时,镀层结晶粒度明显变小且致密,使得耐蚀性能显著增加。
  • 郑振, 李宁, 黎德育, 孟繁宇
    表面技术. 2012, 41(4): 23-26.
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    采用电沉积方法,通过向镀液中加入不同粒径的CeO2 颗粒,制得Zn-Ni/微米CeO2 复合镀层和Zn-Ni/纳米CeO2 复合镀层,研究了CeO2 粒子的大小和加入量对镀层微观形貌、相组成、CeO2 在镀层中的复合量以及镀层耐蚀性的影响。结果表明:大量加入CeO2,可使镀层呈现块状的“饼干暠结构,并能提高镀层的耐蚀性,此外还可以抑制Ni的沉积,加入10g/L纳米CeO2 时,镀层的合金相主要为Ni2Zn11相,其它Zn-Ni合金相则较少;相比之下,在提高镀层CeO2 复合量方面,微米级CeO2 效果较好,在提高镀层耐蚀性方面,纳米级CeO2 的效果较好。
  • 杨旭, 李兰兰, 贺建, 张丁非, 潘复生
    表面技术. 2012, 41(4): 27-30,62.
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    采用浸没法,以纯Mg及AZ91D,AZ61,ZK60,ZM21镁合金为基体材料,在植酸水溶液中制备植酸转化膜。观察了植酸转化膜的形貌,分析了转化膜的元素组成及浓度分布,进而研究了镁合金的微观结构对制备表面植酸转化膜的影响。结果表明:合金元素对植酸转化膜的形成起着决定性的作用,高价合金元素(Al和Zr)比低价合金元素(Zn和Mn)更有利于植酸转化膜的形成,以固溶体存在的Al比以化合态(Mg17Al12)存在的Al更有利于转化膜的形成。
  • 方志刚
    表面技术. 2012, 41(4): 31-34.
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    通过模拟海水/海洋大气干湿交替环境,研究了四种典型牺牲阳极的工作电位变化规律、电流变化规律、溶解产物形貌及产物成分。结果表明:在干湿交替环境中,四种牺牲阳极的性能由好至差依次为Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn阳极、Al-Zn-In-Mg-Ti阳极、Al-Zn-In-Cd阳极、Zn-Al-Cd阳极,合适成分的Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn阳极是用于干湿交替环境下较为理想的阳极材料。
  • 李刚, 王美玲, 王贯春, 简敏
    表面技术. 2012, 41(4): 35-38.
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    根据亨利定律,建立了B4C/Al中子吸收板包壳腐蚀起泡的模型,计算了孔隙半径、温度对起泡的影响,并利用孔隙毛细管效应分析了孔隙对中子吸收板起泡的影响。结果表明:孔隙半径越小,腐蚀产生的氢气压力越大,B4C/Al中子吸收板包壳更易起泡;温度对腐蚀产生的氢气压力影响非常小,而孔隙半径是影响氢气压力的主要因素;氢气持续产生并在孔隙毛细管中积聚,是包壳产生起泡的动力;水分容易通过孔隙毛细管在B4C/Al芯体中扩散,可导致Al腐蚀,引起包壳起泡。
  • 王励钊, 李春福, 曹文豪
    表面技术. 2012, 41(4): 39-41.
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    通过慢应变速率拉伸和观察断口形貌等方法,研究了TWIP钢在电化学充氢条件下的应力腐蚀敏感性。结果表明,在电化学充氢条件下,TWIP钢具有应力腐蚀敏感性。恒定应变速率6.67×10-6s-1时,具有单向奥氏体结构的TWIP钢有较小的应力腐蚀敏感性,具有形变孪晶的TWIP钢有较高的应力腐蚀敏感性。这是因为孪晶的形成导致氢在局部浓度更高,因而促进了局部塑性变形,降低了内氢压,导致TWIP钢的应力腐蚀敏感性上升。
  • 陈文革, 张剑, 熊斐, 邵菲
    表面技术. 2012, 41(4): 42-45.
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    采用W70Cu30单靶磁控溅射与纯W、纯Cu双靶磁控共溅两种工艺,在多种基材上制备W-Cu薄膜,分析了薄膜的宏观形貌和组织结构。分析结果表明:单靶磁控溅射时,控制靶电压520V,溅射电流0.8~1.2A,Ar气流量25mL/min(标准状态),可在玻璃基体上镀得W-Cu薄膜,但退火时如温度过高,会使W 和Cu两种元素原子偏聚加重;双靶磁控溅射时,控制Ar气流量20mL/min(标准状态),Cu靶电流0.7A,W 靶电流1.2A,溅射时间3600s,可在硅基和玻璃基上镀得W-Cu薄膜,但在石墨基体、陶瓷基体及45钢基体上的镀膜效果不理想。
  • 朱萍, 葛芳芳, 李胜祗, 黄峰
    表面技术. 2012, 41(4): 46-48.
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    通过反应磁控溅射法制备了V1-xAlxN(0≤x≤0.67)涂层,研究了Al含量对涂层微观结构、力学性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明:在0≤x≤0.51范围内,随Al含量的增加,V1-xAlxN 涂层的微观结构不断变得致密,硬度不断提高,其中结构最为致密的V0.49Al0.51N 涂层的硬度较VN 提高了近3倍;在较宽的成分区间内,V1-xAlxN 涂层结构均比较致密,硬度大于30GPa,最高硬度达到41GPa;随着硬度的改善,V1-xAlxN 涂层的摩擦磨损性能较VN 涂层也有不同程度的提高。
  • 侯立宁
    表面技术. 2012, 41(4): 49-51.
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    为提高低碳钢的表面性能,以Ni基合金为原材料,添加一定量的B4C粉末作增强相,钎涂于低碳钢表面,研究了B4C添加量对涂层性能的影响。结果表明:控制合理的工艺参数,可以获得表面平整、光滑,与基体呈冶金结合的涂层;随着B4C添加量的增加,涂层的硬度及耐磨性也逐渐增加,但添加量增加到一定值后,涂层与基体的熔合效果不佳,出现气孔等缺陷,硬度及耐磨性反而下降。
  • 谢兆钱, 芦玉峰, 楼淼, 周萌, 胡新东, 刘伟, 卢飞
    表面技术. 2012, 41(4): 52-54,67.
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    采用高速电弧喷涂技术在16MnR钢上制备了Zn和Zn-Al涂层,通过盐雾加速实验考核涂层在5%NaCl溶液中的腐蚀性能,并对涂层腐蚀前后的组织结构进行分析。结果表明,两种Zn基涂层致密,在盐雾实验40d后未出现红锈,表现出优异的耐腐蚀性能。喷涂纯Zn涂层,其腐蚀产物疏松,对基体主要起到牺牲阳极的保护作用;喷涂Zn-Al涂层,其腐蚀产物致密,起到牺牲阳极和隔离的双重保护作用。
  • 李明, 宓一鸣, 言智, 季鑫
    表面技术. 2012, 41(4): 55-59.
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    采用脉冲激光沉积法,控制靶基距分别为4,6,8cm,在聚乙烯对苯二甲酸酯基底上沉积铟锌氧化物、铟锡氧化物和铝掺杂氧化锌薄膜,研究了靶基距对薄膜电学、光学、形态和结构特性的影响。结果表明:采用6~8cm 靶基距制备的TCO 薄膜,在可见光范围内的光学透光率超过90%,电阻率约为5×10-4 Ω·cm;除了这些优良的电学和光学特性外,靶基距8cm 制备的薄膜均匀、光滑、附着好,且无裂缝或任何其它扩展的缺陷,适用于光电设备。
  • 应用技术
  • 李彦迪, 韩伟
    表面技术. 2012, 41(4): 60-62.
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    针对固海扬水工程中泵站水泵密封环在高含沙水质条件下使用寿命短的问题,以镍基自熔性合金粉末为抗磨蚀层材料,采用氧-乙炔焰喷焊工艺在铸钢密封环上喷焊合金层,并进行抗磨蚀试验。结果表明:与铸钢密封环相比,喷焊合金层的密封环的抗磨损和汽蚀性能明显增强,使用寿命是铸钢密封环的2.75倍以上。
  • 侯峰岩, 吕春雷
    表面技术. 2012, 41(4): 63-65.
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    结晶器涂镀前处理、表面涂镀层和涂层结构设计,是结晶器表面处理的关键技术。采用一步脱脂、刻蚀前处理工艺与采用传统前处理工艺相比,工件表面不仅粗糙度更高,而且更均匀。考察了几种结晶器表面涂镀层的热稳定性和耐磨损性能,喷涂涂层和Co-Ni镀层具有很好的热稳定性能和耐磨损性能,并具有良好的使用实绩。表面涂层的结构设计,包括涂层的厚度及厚度分布、多种涂层的组合使用等,都会显著影响结晶器的使用寿命。
  • 孙东跃, 张馥, 石磊
    表面技术. 2012, 41(4): 66-67.
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    介绍了一种可以恒温的铝氧化小型实验设备,设备包括镀液槽、整流器、恒温水箱、温度控制器、热电偶及真空超导管。当镀液温度偏离所设定的温度时,设备能对镀液实施热量交换,从而保证铝氧化维持在最佳温度,可有效提高氧化膜的质量。
  • 张昕, 张秀芝, 朱华军, 孔换明, 刘培培
    表面技术. 2012, 41(4): 68-70.
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    采用复合电沉积技术在AZ91镁合金表面制备Ni-SiO2 纳米复合镀层,并研究各工艺参数对镀层的影响,从而得出最佳工艺。研究结果表明:在镀液中纳米SiO2 的添加量为20g/L,阴极电流密度为1.0A/dm2,镀液温度为50℃,活性剂A 的添加量为1.0g/L,pH 为5~6的条件下,经过20~30min电沉积,可获得均匀、平滑的镀层,镀层的显微硬度与耐蚀性最佳。
  • 王玉琴, 路品, 马彦飞
    表面技术. 2012, 41(4): 71-73.
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    选用马日夫盐、三氯化锑、酒石酸钠、磷酸、钼酸钠及自制的聚合物-A 和聚合物-B为黑化液的主要成分,通过正交试验优化出了最佳配比,即:马日夫盐8.0g/L,三氯化锑6.0g/L,酒石酸钠6.0g/L,磷酸50g/L,钼酸钠1.0g/L,聚合物-A1.0g/L,聚合物-B1.5g/L。测试结果表明,采用该黑化液得到的黑化膜致密、均匀,抗蚀性好。
  • 李黎瑛, 张振忠, 赵芳霞, 寿奉良
    表面技术. 2012, 41(4): 74-76.
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    采用粒度测试、SEM 和XRD等分析手段,系统研究了球磨时间和过程控制剂对制备超细镍粉的影响。结果表明:随着球磨时间的延长,镍粉的粒度在初期减小较快,后期的减小趋于平缓;过程控制剂KH-570的加入能有效加快超细镍粉的细化,提高分散性能、片状化程度和表面的洁净度。加入过程控制剂KH-570,球磨36h,能获得粒度为5.76μm 的高纯镍粉。
  • 徐传达, 方莹, 李镇, 吉涛
    表面技术. 2012, 41(4): 77-79.
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    对粉煤灰进行不同时间的高能球磨,对粉磨后的粉煤灰进行粒度测定,测定结果表明,粉磨10h以后,粉末开始团聚。采用两种粉磨方式对粉煤灰进行粉磨,并提取白炭黑,测定白炭黑的纯度,结果表明:粉煤灰与碳酸钠混合粉磨的活化效果比粉煤灰单独粉磨的效果明显;粉磨时间超过10h后,粉煤灰活化度随粉磨时间的延长而提高缓慢,机械活化效率开始下降。
  • 方莹, 李镇, 徐传达
    表面技术. 2012, 41(4): 80-83.
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    采用高能球磨活化粉煤灰,并对球级配、球料比、转速以及球磨时间进行正交试验,将经不同时间活化的粉煤灰与Na2CO3 按一定比例煅烧溶出,得到Al2O3。通过测试分析,研究了高能球磨活化各工艺参数对Al2O3 溶出率的影响,得到了最优化工艺条件,并对Al2O3 溶出过程的动力学进行了验证分析。结果表明:当表面机械活化6h、溶出温度90 ℃、液固比L/S=6、硫酸浓度4mol/L时,效益最高;此反应属于收缩未反应芯模型,表观活化能为60.87kJ/mol,反应级数为0.1701。
  • 张怀智, 谢俊磊, 曹宏安, 谷智国
    表面技术. 2012, 41(4): 84-86,121.
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    为了解决弹药化验废液盐度高、毒性大且对环境污染严重等问题,采用电渗析技术对弹药化验废液进行脱盐处理。通过实验,研究了电渗析时间、实验温度以及物料流量等因素对脱盐效能的影响,结果表明:电渗析技术用于弹药化验废液脱盐处理是可行的,最佳脱盐温度为30℃。
  • 综述·专论
  • 吴行阳, 黄夏婧, 张建华
    表面技术. 2012, 41(4): 87-90,121.
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    非晶碳基薄膜在水中具有低摩擦磨损特性和好的耐腐蚀性,但在摩擦过程中容易发生局部剥落,进一步提高薄膜在水中的承载力是目前的热点研究方向之一。在综合分析非晶碳基薄膜的摩擦学性能及其改性,以及采用表面织构化提高材料承载力的基础上,阐述了将两者相结合以改善薄膜整体性能的研究现状和发展前景。
  • 刘宏, 卞建胜, 李莎, 张彪
    表面技术. 2012, 41(4): 91-94,98.
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    化学镀镍磷基合金镀层因硬度高、厚度均匀及耐磨性优异,在工业中得到了广泛应用。简述了化学镀镍磷基合金从二元、三元到复合镀层的发展历程,概述了化学镀镍磷基合金镀层耐磨性的影响因素———合金镀层的化学成分、镀层与基体间的结合力及镀层硬度,并从这三方面论述了改善耐磨性的方法,最后提出了在改善合金镀层耐磨性研究中存在的问题和未来的发展方向。
  • 彭进, 夏琳, 邹文俊
    表面技术. 2012, 41(4): 95-98.
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    简述了化学机械抛光液的主要成分及其作用;综述了近年来国内外化学机械抛光液的发展现状,主要介绍了二氧化硅胶体抛光液、二氧化铈抛光液、氧化铝抛光液、纳米金刚石抛光液。最后指出,化学机械抛光液未来应向环保化、精细化以及专门化的方向发展。
  • 董斌, 李文静, 李杰, 李红玲, 娄淑芳, 韩延安
    表面技术. 2012, 41(4): 99-102.
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    综述了钛酸酯偶联剂特殊的分子结构和分类特征,重点介绍了各类钛酸酯偶联剂的偶联机理及其性能,最后简单介绍了钛酸酯偶联剂目前的研究现状。
  • 杨晓东, 刘光明
    表面技术. 2012, 41(4): 103-106,109.
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    介绍了溶胶-凝胶法制备有机硅/SiO2 杂化材料的原理与工艺,综述了有机硅/SiO2 杂化材料在耐热材料、腐蚀防护材料、光学材料领域的应用研究情况。使用溶胶-凝胶法制备的有机硅/SiO2 杂化材料作为一种全硅体系,很好地结合了有机硅和纳米SiO2 的优势,具有很好的发展前景。
  • 隐身材料专题
  • 王永凤, 周学梅, 魏文政, 张天才
    表面技术. 2012, 41(4): 107-109.
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    采用原位聚合法制备了以脲醛树脂为壁材,包覆石蜡的相变微胶囊。利用扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对微胶囊试样的表面形貌和热物理性能进行了研究,并讨论了芯壁比对微胶囊的形貌和热性能的影响。实验结果表明:当芯壁比为2:1时,微胶囊的相变温度和相变潜热接近芯材石蜡。
  • 涂料与涂装
  • 张燕, 邓智平, 刘朝辉, 周国柱, 张行
    表面技术. 2012, 41(4): 110-112.
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    简述了喷涂聚脲弹性体在理化性能、工艺性能及环保性能方面的特点,详细介绍了其在军事永久工程中对钢结构及钢筋混凝土防腐蚀的应用,分析了对钢筋混凝土表面喷涂聚脲涂料进行质量控制的一些措施。
  • 标准及检测
  • 郭俊宏, 马德军, 陈伟, 宋仲康
    表面技术. 2012, 41(4): 113-117.
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    针对材料弹性模量仪器化压入识别的两种代表性方法———Ma方法和Oliver-Pharr方法,应用有限元数值模拟,分析了金刚石压头与具有典型加工硬化特性的金属类被测材料之间接触面摩擦系数对弹性模量识别精度的影响,分析结果表明:摩擦系数介于0~0.2范围时,采用两种方法,弹性模量识别精度对摩擦系数的变化较敏感;摩擦系数大于0.2之后,两种方法对摩擦系数变化的敏感性降低,弹性模量的识别精度趋于稳定。对两种方法的测试精度进行比较可以看出,Ma方法测试结果的精度和相对于摩擦系数变化的稳定性均好于Oliver-Pharr方法,仪器化压入实验应使用Ma方法识别材料的弹性模量。两种铝合金材料的实验数据表明,将摩擦系数对测试结果的影响进行修正,可有效提高Oliver-Pharr方法弹性模量的识别精度。
  • 高福勇, 赵明, 李婷婷, 付亚楠
    表面技术. 2012, 41(4): 118-121.
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    利用同步辐射X射线实时成像技术,原位研究了处理液组分H3PO4,KMnO4 及MnCO3 对镁合金/处理液界面无铬化学转化膜形成过程的影响,并结合扫描电镜分析了所生成转化膜的表面形貌。研究结果表明:高能同步辐射X射线可以透过镁合金/处理液界面,利用原位成像技术能够实时观察转化膜的生长过程;KMnO4 能够显著促进AZ31镁合金转化膜的形成,所得到的转化膜表面较平整,裂纹较少,而MnCO3 对转化膜形成的促进作用有限。